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            二零二零年度水泥混凝土管涵行業發展報告
            閱讀:1262  更新時間:2021-04-08

             


            文章來源(原文鏈接):中國混凝土與水泥制品協會原創CCPA管涵分會

            一、概述

            2020年是我國十三五規劃收官之年,也是全面建成小康社會的決勝之年,水泥混凝土管涵行業在國家加大地下基礎設施建設力度和大力推動創新發展的政策引導下,在重大建設項目的帶動下,克服了疫情給我們帶來的一個又一個的困難,生產經營活動普遍恢復較快,尤其是重點企業和去年同期相比,有不同程度的增長。我國已是世界各國生產使用水泥混凝土管涵最多的國家,在當前我國地下基礎設施建設快速發展的時期,混凝土管涵的工藝技術、產品結構、生產裝備也在發生重大變化,產品技術水平不斷提高,裝備技術水平不斷創新,產品應用領域不斷擴展,可以肯定,混凝土管涵行業將會為國民經濟建設做出更大的貢獻。

            二、行業的發展現狀

            2020年水泥混凝土管涵行業整體發展形勢較好,企業生產能力出現一定的恢復勢頭。尤其是重點企業和去年同期相比,呈現出不同程度的增長。

            1.行業經濟規模與技術水平

            行業規模特點:

            在我國混凝土與水泥制品產業中,面廣、量大、企業多、規模小、門檻低、技術簡單、龍頭骨干少、總體技術水平偏低仍然是水泥混凝土管涵行業規模水平的主要特點,但是隨著國家“供給側結構性改革驅動行業創新發展”、“《中國制造2025》引領行業發展”、“城市基礎設施建設為行業提供新的發展空間”、“一帶一路戰略促進國際化發展”、“生態文明建設利好水泥制品行業市場”等一系列政策的拉動,水泥混凝土管涵行業發展形勢總體良好,無論是行業規模、產品規格、技術創新和裝備水平已逐步開始向世界先進行列邁進。

            據不完全統計目前我國各種規模管涵生產企業約5000家;鋼筋混凝土排水管產品制造和應用的最大規格為Φ4400mm;預制矩形頂管最大斷面達14.8m*9.426m,是目前世界最大的矩形頂管。Φ3500mm以上大口徑鋼筋混凝土管和6-7m以上矩形箱涵在全國各地的綜合管廊、電力隧道和地鐵通道中得到了大量應用。

            工藝技術水平:

            目前我國鋼筋混凝土管主要成型工藝有:離心成型工藝、懸輥成型工藝、芯模振動成型工藝、立式徑向擠壓成型工藝、立式附著式成型工藝、立式插入振搗工藝等。其中,中大口徑管大多采用芯模振動工藝、Φ3000以上大管,尤其是電力電纜管多采用立式振搗工藝或立式附著式成型工藝Φ1500以下的小管生產在老企業生產線還保留采用懸輥成型工藝,新投入的生產線則多采用立式徑向擠壓成型工藝、芯模振動雙管成型工藝和升芯式芯模振動成型工藝。

            目前,我國已擁有了當今世界最先進的全部制管技術,隨著國家節能環保要求力度的加大和人工成本的上漲,懸輥成型工藝也將會逐步被芯模振動和徑向擠壓成型工藝所代替,而離心成型工藝能耗大、工效低、制管環境差、必須蒸汽養護等不利因素,目前應用極少。

            Φ4000mm 頂進施工法用鋼筋混凝排水管

            地下綜合管廊用異形混凝土箱涵(左)地鐵出入口通道用頂進施工混凝土箱涵(右)

            產品結構:除普通鋼筋混凝土管涵外,還有各種內襯材料的復合管;

            接口形式:有橡膠圈連接的柔性接口和無橡膠圈連接的剛性接口,目前柔性接口已經基本上取代了剛性接口;

            施工方式:有開槽施工和頂進施工二種施工方式;

            產品外形:按管外形分為平口管、承插管、企口管、鋼承口管、異形管(橢圓形、多弧帶底座管);

            預制混凝土箱涵:按孔數分單孔、雙孔和多孔;按裝配組合形式分整體箱涵、上下拼裝組合箱涵和左右拼裝組合箱涵;

            延伸預制構件產品:預制鋼筋混凝土檢查井、預制鋼筋混凝土化糞池、生態護坡磚、生態透水磚、裝配式電纜溝、裝配式圍墻及其他構件。

            2.排水管制管成型裝備技術水平

            近十年來我國排水管制管成型裝備的技術水平發展巨大,極大的推動了水泥混凝土管涵行業的技術進步,到目前為止,國外各種先進的排水管生產裝備已全部實現了國產化,且裝備的技術含量正在不斷提高,國產裝備不但在國內應用,還開始向國外出口。

            芯模振動制管設備:

            2020年是我國自主研發芯模振動制管設備推廣應用的15周年,芯模振動制管技術因其生產效率高、安全、節能、產品質量好諸多優點,得到了普遍推廣,芯模制管機已普及到全國幾百家制管企業,芯模振動工藝已是大中口徑管的首選工藝。小口徑雙根芯模制管裝備的開發,在小管生產中也得到快速推廣。但該芯模振動設備因速脫模的工藝特性所決定,存在著外觀表面較毛糙,振動噪聲較大,受環境條件限制,尤其是鋼承口A型和鋼承口C型管在芯模振動成型中困難,在一定程度上影響了鋼筋混凝土管和球磨鑄鐵管的市場競爭,目前我們的裝備企業和制管企業的工程技術人員正在努力攻克,尋求一種方便有效的制作技術。力爭實現“工藝特點的發揮+裝備的技術進步+合理應用=完美”。

            芯模振動制管生產線

            徑向擠壓制管設備:

            2011年我國國產徑向擠壓制管機的成功研制,填補了我國立式徑向擠壓制管工藝和裝備的空白,將行業裝備技術水平向自動化進步又推進一步。經過近十年的不斷改進完善和創新,目前國產徑向擠壓制管機可用于雙層鋼筋骨架、最大口徑1650承插管的生產,制管效率極大提高,制管脫模后基本實現了無需表面修飾處理。2019年開始,由于市政小管需求量的加大和國家環保政策力度的加強,徑向擠壓制管機在小管生產中推廣較快。無論是裝備所生產的最大規格、制管生產的速度和制管的產品外觀質量均接近國外先進水平,相比進口裝備所需資金大幅下降,從而結束了徑向擠壓制管裝備靠國外進口的年代。

            但由于該制管工藝本身對鋼筋骨架和混凝土質量要求較嚴,對企業的生產質量控制和人員技術水平相對求較高,在調研過程中反映出因材料、混凝土配合比、操作、管理等因素影響了混凝土密實度。推廣應用過程中應注意技術培訓。

            1200mm徑向擠壓制管機(左)1650mm徑向擠壓管機(右)

            升芯式芯模振動自動化生產線:

            “升芯式芯模振動制管機”是集徑向擠壓和芯模振動優點為一體的制管成型設備,配置全過程、全工序、全自動的運行系統,是目前我國鋼筋混凝土排水管中自動化水平最高的制管生產線,具有運行數據采集、沉淀、分析、智能化判斷執行功能。目前已在湖北、山東等地的多家企業用于Φ300—Φ1500mm中小管生產。

            “生產線”實現全自動控制,生產效率高、用人工少、安全環保,除混凝土攪拌、鋼筋骨架成型外,整條成型生產線可1人操作;該自動化線的成功研發是我國鋼筋混凝土排水管制管裝備向國際先進水平又邁進一步。

            升芯式芯模振動自動化生產線

            其它相關預制混凝土市政構件成型裝備:

            近幾年,我國相關混凝土構件的裝備不斷得到創新開發。如預制檢查井流水線、高頻振動設備集成自動化等實現了一機生產圓管、方涵和檢查井多種產品,在預制混凝土檢查井和預制混凝土箱涵生產中已廣泛應用,實現了一機多用。

            異型市政構件生產流水線設計精簡,占地面積小,生產過程中模具移動、工位固定、通過養護窯循環生產。

            鋼筋骨架制作設備:

            鋼筋混凝土排水管鋼筋骨架滾焊機自成功開發以來,經過不斷改進、完善,極大提高了裝備性能和應用范圍,實現了鋼筋骨架焊接的全自動化,可焊接鋼筋最大直徑為Φ14mm,且能雙筋并焊和自動變徑,可適應熱軋螺紋鋼筋和冷軋帶肋鋼筋。排水管鋼筋骨架滾焊機解決了大配筋鋼筋骨架的自動滾焊??珊腹軓溅?000mm雙根Φ14mm鋼筋的自動滾焊機已經在工程中得到大量應用。目前鋼筋骨架滾焊機可焊最大規格Φ4400mm,在遼西北輸水工程中得到應用。

            十三五期間,國家加大預制裝配化綜合管廊建設的推廣應用,對行業裝備企業提出研發相應配套設備的課題。數控鋼筋網焊接生產線的研制開發,解決了人工制作矩形鋼筋骨架工效低、勞動強度大、質量不穩定的問題;立式鋼筋網片折彎機成功研發,進一步提高了預制混凝土箱涵鋼筋骨架制作的自動化技術水平和生產效率,節省了人力資源。

            箱涵模具創新技術:

            箱涵模具是預制混凝土箱涵的關鍵,我國箱涵模具根據工程需要開發了多種形式:立式鋼模和臥式鋼模;單倉模具和多倉模具;整體模具和拼裝模具;上下拼裝模具和左右拼裝模具;可調節箱涵高和寬的模板拼裝模具等,達到一模多用,力求達到箱涵模具標準化。

            三、“十三五”期間,水泥混凝土管涵行業取得長足發展

            1.水泥混凝土管涵行業列入混凝土與水泥制品行業“十三五”發展規劃中的發展重點:

            ①產品向大口徑、高性能、非開挖、耐腐蝕、復合型、柔性方向發展;

            ②技術與裝備向節能、環保、自動化程度高、安全生產的方向發展;

            ③應用領域向城市地下基礎設施建設、城鎮化建設、海綿城市建設、城市綜合管廊建設的地下蓄水池、地下鐵路通道、地下管網用管、電力隧道、排污管道、預制裝配管廊、預制裝配化混凝土檢查井等領域發展。

            2.水泥混凝土管涵行業全面完成“十三五”規劃目標:

            ①產品最大口徑達到4400mm,4000mm大管在全國各大城市的地下工程中已廣泛使用,產品標準都跟不上產品創新快;穿越江海、沙漠、巖石層的長距離非開挖頂管和頂進箱涵工程一條接一條貫通;各種耐腐蝕內襯復合型大量用于污水處理工程;管道連接基本上全部實現柔性接口;

            ②芯模振動制管工藝與設備、徑向擠壓制管工藝與設備、升芯式芯模振動自動化生產線是目前世界上最先進的節能、環保、高自動化、安全性好的生產技術與制管裝備,在我國已全部實現了國產化,并得到廣泛推廣;高能耗、高污染的傳統離心成型工藝已基本淘汰、懸輥成型工藝不再被新建生產線所采納;

            ③隨著我國城市地下基礎設施建設、城鎮化建設、海綿城市建設、城市綜合管廊建設的大力發展,水泥混凝土管涵的應用領域越來越廣,除了排水、排污以外,更多地向電網入地的電力隧道、預制裝配管廊、地下鐵路通道、地下蓄水池、深層隧道、和預制裝配化混凝土檢查井等領域發展。

            3.“十三五”規劃提出的水泥混凝土管涵技術研發重點領域是:“研究開發高效芯模振動制管技術,實現制管技術的高效、節能、環保與安全生產”;“研究開發徑向擠壓制管技術,實現小口徑管生產自動化”。

            通過全行業的共同不懈努力,我們完成了對芯模振動制管技術的不斷改進與完善;自主研發了徑向擠壓制管技術,實現了徑向擠壓制管裝備和國產化;成功研制了升芯式芯模振動自動化生產線,實現小口徑管生產自動化水平。行業的工藝技術研發重點領域取得了可喜的成果,完成了“十三五”研發目標。但和國外同類裝備技術水平相比,在自動化和接口質量控制方面還待進一步提高。

            四、問題與方向

            1.發展中的問題

            ①政府層面對工程建設監管力度不夠

            目前國家對建設工程的監管力度不夠,從設計到施工層層轉包,直接影響了產品銷售價格;設計、施工、管材各個環節的不規范及不合理的最低價中標造成了部分企業和管材不能按標準生產,嚴重影響了產品質量,擾亂了市場。

            工程貨款拖欠時間過長、欠付貨款量過大、企業資金墊付過多,財務費用加大,在一定程度上影響了生產經營活動的正常運轉。

            ②人力資源緊缺,勞動成本上升

            一方面,勞動力供給量逐年減少。行業大多為勞動密集型,自動化程度相對較低,生產環境相對較差,招工難,勞動成本持續上漲;另一方面,先進裝備需要有一定素質的員工去操作,高級技工短缺問題尤為突出。

            目前行業從業人員綜合素質偏低,包括理論水平、操作技能、管理能力跟不上技術發展和裝備進步的需要,以至于自動化裝備和先進技術在推廣應用中發揮不了最佳水平;在處理工程質量糾紛中容易處于不利地位。

            ③產能過剩情況依然嚴重

            盡管國家近年來環保管理力度加強,在一定程度上淘汰了一批不規范的小廠,但供大于求的現狀在全國各地仍普遍存在,導致低價競爭。相對其他產業利潤水平偏低,除重點企業和重點產品外,大部分生產企業的設計生產能力均不能得到充分發揮,基本維持60%左右的水平。

            ④國家對水泥混凝土管涵生產經營活動的市場監管力度還應加強

            國家取消對輸水管的工業生產許可證制度后,改為監督檢查,在一定程度上放松了政府對產品市場監管力度,由于政府對所有生產單位未能做到全部掌控,國家監督檢查的對象基本還是以原生產許可證獲證企業為主,而對無證企業卻依然失去管理,優質合格產品和低價劣質產品間造成不公平市場競爭,影響了正常銷售秩序。

            ⑤對新材料、新技術的創新能力待提升

            總體上,行業層面的技術開發與研究不夠,如近年來,原材料價格始終處于高位,尤其是砂石骨料不僅材料進廠價格大幅上調,而且供貨緊張。在推廣應用人工砂的過程中,相應的應用技術尚未跟上,在一定程度上影響了企業正常生產和產品質量的穩定。

            2.機遇與方向

            ①建立城市地下空間是我國城市建設推進的必然發展趨勢

            地下城市基本理念是將地上城市中的城市運輸和傳輸等系統逐步轉移到城市地下的不同層次里,將地面交由市民自由使用,將基礎設施放入地下,如:地下綜合管廊、海綿城市(滲、滯、蓄、凈、用、排)地下蓄儲和排洪、地下水銀行、再生水利用、污水地下集運和地下污水處理廠、垃圾地下集運、衛生填埋和焚燒處理、發展大運量快速公交系統、發展地下快速路和物流系統、地下低密度能源利用等。城市地下空間的重要基礎之一就是預制混凝土構件的發展,這無疑是混凝土管涵產業今后一段時間的一個重要發展契機。

            ②行業技術發展方向

            ——應用領域向城市地下基礎設施建設、城鎮化建設、海綿城市建設、城市綜合管廊建設的地下蓄水池、地下鐵路通道、地下管網用管、電力隧道、排污管道、預制裝配管廊等領域發展;

            ——產品向大口徑、高性能、非開挖、耐腐蝕發展是今后相對長時期的水泥混凝土管涵發展趨勢;

            ——裝備技術向節能環保、自動化、安全生產和智能創新方向發展是裝備技術進步的必然之路;

            ——混凝土:加大適應預制混凝土構件制作的自密實混凝土、免蒸養混凝土和高能混凝土技術的研發、推廣力度,實現排水管用混凝土質量的提升和工廠生產的節能減員;

            ——不斷完善技術標準體系,加強培訓與管理,提高行業整體技術管理水平;

            ——進一步開發工業廢渣材料利用和環保產品的研發;

            ——新型雙層排水管生產線的工廠設計。

            ③優化產業結構,開創合作發展模式

            隨著國家經濟發展進入新常態,投資驅動轉向創新驅動,結構優化升級。建筑業提出“大力發展專業化施工、以工程項目為核心、以先進技術為手段、以專業分工為紐帶、構建合理工程總分包關系”的產品結構調整目標。作為混凝土水泥制品行業要抓住機遇,充分發揮水泥制品企業具有預制混凝土構件生產技術的優勢,和工程方建立良好的協作關系,創建勞務輸出、技術服務、合作共贏的模式,尋求更多更大的發展機遇,實現新形勢下的產業結構優化。

            ④值得關注的產品應用領域

            大口徑鋼筋混凝土排水管必將具有更大的應用空間

            ——用在電力隧道工程的大口徑電力電纜管,以3m—4M為多;

            ——用在污水治理工程中的鋼筋混凝土排污管和水環境改善的大口徑管鋼筋混凝土管;

            ——用在城市地下綜合管廊工程中的預制裝配化環形管廊;

            ——用在城市地下蓄水工程中的大型地下蓄水管;

            ——用在城市深隧工程中的大口徑、高性能鋼筋混凝土頂管等是重點產品發展方向。

            在耐腐蝕條件下,各種鋼筋混凝土復合管市場前景好

            PE內襯鋼筋混凝土復合管(左)玻璃鋼內襯鋼筋混凝土復合管(右)

            鋼筋混凝土復合管通過內襯PVC、PE、等材料可達到耐腐蝕性能要求;在有特殊耐腐蝕要求的耐腐蝕工程和排污工程中有其獨特的優勢;在城市深隧工程中需要有內壓要求的鋼筋混凝土頂管,在設計中常采用內襯玻璃鋼鋼筋混凝土復合管、頂進施工法用鋼筒管(JCCP),保證其內外壓性能的要求,因此,盡管鋼筋混凝土復合管在管材價格上要高于普通鋼筋混凝土排水管,但在特定條件下,尤其是經濟發達地區仍會有較好的市場前景,2020年在上海、廣東、四川等地得到推廣應用,與其配套的《內襯玻璃鋼鋼筋混凝土復合管》協會標準于2020年8月通過審查,正在報批中。

            預制混凝土箱涵產品應用領域將持續保持

            近幾年來預制混凝土箱涵在地下基礎設施建設、電力線路建設、地下管網建設、地下管廊建設及海綿城市建設中發展較快,主要應用在以下領域有:電力線路建設中的電力箱涵、城市綜合管廊建設中的混凝土矩形箱涵和異型箱涵、城市地下鐵路中的頂進式預制混凝土箱涵、地下通道和人行過道的預制混凝土箱涵、用于地下蓄水的預制混凝土頂進箱涵。尤其是頂進施工法用預制混凝土箱涵具有現場澆筑無法替代的優勢,在城市建設中發展空間巨大。

            用在城市地下鐵路過道中的頂進式預制混凝土箱涵

            企業可在預制裝配化混凝土檢查井和海棉城市用制品作為擴展產品的方向

            檢查井是地下管道中重要的配套構件,預制裝配式相對混凝土襯砌式具有強度高,接縫嚴密,無滲漏,施工安裝快等優點,近幾年得發較快,在國外已普遍應用。在我國,柔性接口預制裝配式檢查井將是下一步研制開發的方向。

            海綿城市用透水混凝土制品有較好的發展空間,包括多孔混凝土磚、生態護坡磚等。


            預制裝配化混凝土檢查井

            加強混凝土技術的深入研發是混凝土管涵行業的不懈課題

            混凝土技術是長期研究的課題,鋼筋混凝土排水管所用混凝土的技術性能隨著制管裝備自動化程度和產品性能的提高,加上國家對節能環保要求日益加強,促使高性能、高強度混凝土在混凝土管涵生產中得到研發應用,在重要工程中多要求抗壓強度等級C50以上,抗滲級別P8以上。大流動度混凝土已在生產中得到應用,尤其在異形市政構件和海綿城市制品中。自密實混凝土的試驗與研究已列入課題。隨著國家節能環保管理力度的加強,免蒸養混凝土在排水管中的應用必將是今后探索研究的方向。

            值得重視的是,隨著創新生產技術與裝備的推廣應用,對混凝土使用性能和產品混凝土密實度要求的提高,企業對混凝土配合比技術的試驗研究務必給予重視和加強。


            來源:CCPA水泥混凝土管涵分會
            編輯:徐潔
            審核:張慶歡


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